从“格物致知”到“格知致道”

1、从“格物致知”到“格知致道”物理学家的普遍理想是发现自然的规律，这可以称为“格物致知”。此 外，理论物理学家还希望自己的理论和预言被自然界认可或日被实验证 实，这可以称为“格知致物”。但是对于并不试图在学术生涯之外寻求人生 意义的物理学家而言，以上两点还不足以概括他对人生的领悟。物理学家 在对无涯之知的求索中安生立命，这可以称为“格知致道”。廖玮 诺贝尔物理学奖获得者维格纳谈到他的同乡美籍匈牙利裔数学家 冯诺依曼时曾说：他总觉得自己是半梦半醒，而冯诺依曼才是完全清醒 过来的人。廖玮说：“对物理学的求学与学术历程对我而言就是一个逐步 苏醒的过程。”物理之美，无处不在。苹果落地，人类飞向太空：蝴蝶

2、振羽，风云为 之色变。在看似平常的现象中，其实隐藏了很多简单又神奇的物理知识。廖玮这位年轻的物理学家，在“格物致知”的物理学中，在“性灵出 万象，风骨超常伦”的物理学中，在物理学美丽的理性世界中，他像一位 艺术家，将他的生命与活力融入物理学中，追求着那一片他信念中的上善 之地。七十年代初出生的他，光环里闪现的他那单纯质朴的人性。在追求自 我对自然的认知的过程中，他经历了盛事的涌现和个人心性的磨砺，在对 无涯之知的求索中安生立命。“成为好的物理学家也需要好的品味。”“虽然兴趣是最好的导师，它指引我学习物理，钻研理论物理，但是 必须承认在到理论所攻读博士学位之前我对物理学缺乏真正的认识，可以 说比

3、较糊涂。”廖玮说。在中科院理论物理研究所攻读博士期间，廖玮接触到了大批知识渊博 的杰出前辈，在这里的学习和学术研究使他真正认识了物理学，奠定了基 础。此外，理论所开放和自由的学术氛围也扩展了他的思路。“刚到理论物理所的时候，带着满怀的激情，想要学习和研究深奥的 东西，例如超弦理论，对这些理论很着迷，是黄朝商老师的指导使我开始 苏醒。”廖玮回忆道，“他当时对我说物理学的核心是现象学，要求我去研 究具体的物理过程”。在黄朝商老师的要求之下，廖玮开始研究B介子物理和超对称现象 学。当时与他一起做这方面工作的还有现在任职于中国科学院大学的晏启 树和任职于北京大学的朱守华。他们在B介子物理和超对称现象学

4、方面做 了一系列的工作，得到了一些世界领先的重要研究成果，对其后十余年的 超对称现象学的发展产生了重要影响。 “在研究工作过程中我逐步领会了 现象学是物理学的核心的含义。这是我在黄老师这里的最大收获。 ”廖玮 由衷说道。同时对他产生重要影响的还有研究员李小源与研究员郭汉英。 “两人 都 sharp ，但风格明显不同。汉语中没有对应 sharp 的词汇，可以翻译 为：思想像刀锋一样锐利。特别喜欢听他们对同一事物发表评论，因为他 们的评论常常不同，但都会让你觉得很有道理。对扩展思路有极大的帮 助。僵硬的脑袋需要解冻的灵药，他们的思维火花就是苏醒过程中的灵药。”廖玮说。2001 年博士毕业后廖玮选择

5、去了意大利国际理论物理中心工作。这 是诺贝尔奖获得者Salam创立的研究中心，学术气氛十分活跃。当时在该 中心任职的有中微子物理领域的头号权威斯米尔诺夫教授，还有宇称对称 性自发破缺机制和 seesaw 机制的提出者森雅诺维奇教授。斯米尔诺夫教授和森雅诺维奇教授的研究风格可以说各走极端，但两 人都具有独特的品味。廖玮和他们在意大利威尼斯附近的一个小城度过了 愉快的三年，他们两位对廖玮个人的研究风格以及对物理学的品味的形成 产生了极大的影响。聊到这里，廖玮给记者打了个比方：某人不知道美食，吃到肯德基或 者麦当劳可能就认为是很好的美味了：有一天也许吃到了法国餐或意大利 美食，他会觉得人生真是美好：

6、后来他品尝到了真正的中国美食，他发觉 自己发现了天堂：但直到他品尝过四川美食和广东美食两种各走极端的美 食之后，他才对天堂的丰富与美好产生深入的体悟。对廖玮来说，与斯米 尔诺夫和森雅诺维奇两位教授的合作、交流和讨论经常是激烈的，但也常 常是美好的，是值得回忆的精神美味。“成为好的物理学家也需要好的品味。好的品味可以引导你关注好的 物理问题，帮助你形成好的物理图像和直觉。 ”廖玮说。2004 年开始，廖玮在地处温哥华的加拿大粒子物理与核物理国家实 验室工作三年。在这里他接触到了很多实验物理学家，与实验家的交流使 他获益良多。在此期间，他与兰志成教授、黄岳华教授一起钻研宇宙学， 从此对宇宙学的方方

7、面面有了比较全面的认识。“兰教授曾说我想得很慢，但他是我见识过的思考问题最清晰透彻的 物理学家。对物理问题他总是寻求透彻的理解，不会放过追问哪些东西是 我们不懂的，即使对于理解了的东西他还会追问有没有简单的办法理解这 一问题？”廖玮说。有一段时间廖玮与他一起学习宇宙学的新知识、讨论新的进展，每星 期讨论一两次。他当时已经 70多岁了，但是仍然努力思考和学习新的知 识，正可谓“日新、日日新”。最让廖玮难忘的是在一次讨论之后，在公共汽车上，兰教授与他谈论 自己的理解，兰教授说“我是一个保守的物理学家”。这个难忘的瞬间使廖 玮懂得了“保守的物理学家”是什么含义。“我们正处在新的物理学革命的前夜。”2

8、007 年，为了祖国物理科学的发展，廖玮回“家”了。廖玮说：“前辈 物理学家曾经说过：回国不需要理由，不回国才需要理由。”回国后，廖玮在自然科学基金的资助下研究超出标准模型的新物理和 中微子物理，同时他还开始研究强外场中的物理问题。期间在北京大学高 能物理中心的支持下与中科院理论物理所李小源研究员、陈裕启研究员和 南开大学廖益教授一起对此类课题进行了深入探讨。廖玮研究过的内容较多，包括：B介子物理、超对称现象学、中微子、暗物质，额外维理论等等。“总之，在学术上我是个十分不安分的 人， 转进于不同的研究方向。但总的说来，我的研究工作主要围绕超出 粒子物理标准模型的新物理开展研究。”廖玮说。粒子物

9、理学家通过众多实验建立了粒子物理标准模型。该理论对我们 这个世界的构成成份以及基本的相互作用规则都给出了严密、准确的回 答，取得了巨大的成功。但恰恰有两种现象它不能解释，一种是宇宙中暗 物质的存在，一种是中微子振荡实验证实的中微子微小质量的存在。有不 少人认为稍稍修改一下标准模型就可以容纳这两类新现象。廖玮个人认为，恰恰是粒子物理标准模型本身的严密性表明这两种现 象都是超出标准模型理论框架的东西，如同黑体辐射的现象是超出经典力 学的理论框架的。也就是说我们应该正处在新的物理学革命的前夜。“好的物理应该是简洁的”科学创新有许多种。一种是发现或预言全新的现象，这物理学家的最 高理想：一种是发展出新

10、的研究领域，例如提出新的理论方法、新的实验 手段扩展科学研究的内容：一种是在已有的研究领域中做出重要的工作， 深刻影响甚至改变该研究领域的发展：一种是解决已有的研究领域中别人 难以解决的问题。廖玮认为科学研究人员应该力争使自己的研究工作成为 这四类创新工作之一。廖玮与黄朝商研究员、晏启树教授和朱守华教授关于标量希格斯粒子 和贋标量希格斯粒子诱导的B介子衰变的研究深刻影响了超对称现象学的 发展，欧洲大型强子对撞机实验将他们预言的衰变过程列为 2011-2012 年最重要的观测目标之一。廖玮和斯米尔诺夫教授合作建立了一个关于太 阳中微子振荡中物质效应的简洁理论，解决了这一方面的所有重要理论问 题。

11、此后他还在国家自然科学基金的资助下研究了高能中微子振荡中的地 球物质效应。这也是一个一二十年内没人能够清楚回答的问题。廖玮发展 了一个微扰论办法处理复杂的地球物质对中微子振荡的影响，发现甚至可 以使用简洁的解析公式很好地描述长基线中微子振荡中的地球物质效应。 对此问题的这一简单解决出乎他自己以及其他中微子专家的预料。其后在自然科学基金的资助下廖玮提出了一种使用B衰变原子核探测 宇宙中惰性中微子温暗物质候选者的有效办法，第一次找到了在实验室探 测温暗物质候选者的有效方法。这一工作否定了前人的“无法在实验室直 接探测低能标温暗物质”的观点。“回想自己的这些工作，不禁更多地体悟到好的物理应该是简洁

12、的。”廖玮说。“我们可以在其中安生立命，安时而处顺，知之至。”廖玮认为我们现在鼓励创新，期望建立创新型社会，但是如果我们培 养的人才缺乏创新的能力，我们怎么可能建立一个创新型国家。基础科学 的教育和研究最重要的“应用 ”就在于培养思维活跃、思路开阔而且基础知 识扎实的具有良好科学精神和创新能力的人才。如果中国不大力发展基础 科学，就不可能培养出大批的创新型科技人才，建设创新型社会也不可避 免将仅仅停留为一个梦想。在欧美国家大量的物理专业学生毕业之后并不从事物理研究，他们转 向生物、医药、化学、材料、信息、金融等等众多领域，并且在这些领域 做出卓越贡献。物理专业的学习和经历对这些人的成长产生了极

13、大的推 动。物理学这样的基础科学不太可能产生直接的经济效益，但此类基础学 科在中国的发展事关中国的长期竞争力，事关我国是否能够源源不断地培 养出杰出的创新性科技人才。但是我们的国家和社会对这一点还没有清醒 的认识。廖玮认为培养创新型人才十分依赖于我们对大学教育的目的是否具有 清醒的认识。他认为大学教育不应该满足于让学生仅仅学到某些可以帮助 找到工作的具体知识，而应该注重培养和锻炼学生的思维能力。大学教育 应该在教授具体知识的过程中帮助学生拷问这些知识的根据和起源，通过 对知识的拷问帮助学生掌握知识、吸收知识成为学生自己的一部分，同时 锻炼他们的能力。这也就是古人所说的“为学日益，为道日损”。同

14、时学生 要对自己在大学阶段学习的目的有清醒的认识，避免越学越糊涂，争取越 学越明白，为自我的觉醒和实现打下坚实的基础。只有明确了大学教育的 目的，我们才能培养出大量的创新型人才。他还认为科研人员应该关注大的问题，同时多研究和试着解决一些具 体的小问题。一方面可以在这一过程中锻炼自己解决问题的能力，另一方 面可以积累经验，培养自己对物理的直觉。物理研究有许多成功的经验， 需要言传身教才可能让年轻人才快速掌握。欧美的科学研究之所以领先我 国，从根本上说是因为他们那里有众多具有成功经验的好的学者，这些学 者营造了很好的氛围，有利于年轻人快速成长。年轻的科研人员应该大胆 地与众多前辈和同龄人接触、合作，多吸取他人的有益经验。如果没有这 样的氛围，或者离开了这样的师长之后，年轻人只能靠自己摸索以积累这 类经验。但是这需要研究人员意识到这一重要方面。如果对这一重要方面 缺乏意识，就不可能通过研究工作有效地积累经验、锻炼个人的能力。廖玮说：“非常感谢中国高能物理学界的许多杰出前辈和同行营造了 一个十分自由和活跃的学术氛围，在其中我吸取到了非常多的有益经验和 教益：虽然不能确定自己是完全清醒，但至